Bacteriophage

Bacteriophage là những vi rút lây nhiễm vi khuẩn và nhân lên trong quá trình này. Ngoài ra còn có một xạ khuẩn cụ thể cho từng loại vi khuẩn. Bacteriophages được sử dụng trong y học và kỹ thuật di truyền.

Thực khuẩn thể là gì?

Bacteriophages là một nhóm vi rút lây nhiễm vi khuẩn và vi khuẩn cổ (vi khuẩn nguyên thủy). Khi làm như vậy, chúng tiếp tục sinh sôi, tiêu diệt vi khuẩn.

Đối với mỗi loại vi khuẩn có một loại lợi khuẩn riêng dựa trên nguyên lý ổ khóa và ổ khóa. Theo định nghĩa truyền thống, vi khuẩn, giống như tất cả các loại virus, không phải là sinh vật sống. Chúng phụ thuộc vào vật chủ để sinh sản. Không có quá trình sinh hóa nào diễn ra bên ngoài vật chủ. Các phage sử dụng enzym của vật chủ để làm việc này.

Vi khuẩn chỉ bao gồm DNA hoặc RNA, được bao bọc bởi một lớp áo protein. Tuy nhiên, tuyệt đại đa số các phage đều có DNA làm vật liệu di truyền.

Phage lần đầu tiên được mô tả vào năm 1917 bởi nhà sinh vật học người Canada Félix Hubert d’Hérelle. Cấu trúc của các phage khác nhau là khác nhau. Về cơ bản, thực khuẩn bao gồm một số thành phần. Trọng tâm chính là cấu trúc của cái gọi là phage T, cũng lây nhiễm vi khuẩn Escherichia coli.

Các phage T bao gồm một đầu đa diện được kết nối với một kênh tiêm kéo dài (thiết bị tiêm) qua một cổ. Tấm đế với sợi đuôi và gai nằm dưới thiết bị phun. Phần đầu là một capsid chứa axit nucleic. Các capsid, kênh tiêm và tấm nền được làm bằng protein. Các sợi đuôi và gai làm nhiệm vụ neo thể thực khuẩn vào thành tế bào của vi khuẩn.

Sự xuất hiện, Phân phối & Thuộc tính

Bacteriophages là phổ quát. Có khoảng 10 đến 30 vi khuẩn trong nước biển. Cũng có một thể thực khuẩn tương ứng cho mỗi vi khuẩn.

Sự nhân lên của thực khuẩn có thể được chia thành năm giai đoạn. Đầu tiên, thể thực khuẩn được hấp thụ trên một thụ thể cụ thể của thành tế bào. Các đầu của các sợi đuôi bám vào bề mặt tế bào. Trong bước tiếp theo, phage tiêm DNA hoặc RNA của nó vào vi khuẩn. Các vỏ protein rỗng vẫn còn trên bề mặt vi khuẩn. Giai đoạn thứ ba được gọi là giai đoạn trễ, trong đó không có phage nào có thể được phát hiện. Trong giai đoạn tiềm ẩn kéo dài vài giờ, quá trình dịch mã thành mRNA của virut và sự sao chép thành axit nucleic của virut bắt đầu. Trong giai đoạn được gọi là sản xuất, các protein của virus được tạo ra. Sau đó, trong giai đoạn trưởng thành tiếp theo, các thành phần virus riêng lẻ được cấu tạo. Sau khi quá trình sản xuất vi rút hoàn tất, lysozyme được tạo ra bởi tế bào vi khuẩn đã được chuyển đổi sẽ hòa tan vi khuẩn và giải phóng các phage được tạo ra.

Ý nghĩa & chức năng

Ngày nay vi khuẩn đã được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực. Các lĩnh vực ứng dụng đặc biệt mở ra trong y học, sinh học hoặc kỹ thuật nông nghiệp. Trong y học, xạ khuẩn được dùng để phát hiện các chủng vi khuẩn do tính đặc hiệu của chúng đối với một số vi khuẩn. Khu vực ứng dụng này được gọi là lysotype.

Nghiên cứu chuyên sâu hiện đang được thực hiện để chống lại vi khuẩn sử dụng vi khuẩn trong các bệnh nhiễm trùng. Lĩnh vực nghiên cứu này ngày càng trở nên quan trọng, đặc biệt là dưới ảnh hưởng của số lượng ngày càng tăng các chủng vi khuẩn kháng kháng sinh. Tuy nhiên, sự ổn định kém của các phage trong cơ thể là vấn đề. Chúng ngay lập tức bị đào thải bởi chính thực bào của cơ thể.

Félix Hubert d’Hérelle đã xem xét ứng dụng khả thi này. Tuy nhiên, sau khi phát hiện và giới thiệu kháng sinh, các kết quả nghiên cứu về khả năng ứng dụng này đã hoàn toàn bị lãng quên. Tuy nhiên, Viện nghiên cứu phage Eliava do D’Hérelle thành lập năm 1934 vẫn tồn tại ở Tbilisi, Georgia. Cùng với Viện Miễn dịch học và Liệu pháp Thực nghiệm Ludwik Hirszfeld từ thành phố Wroclaw của Ba Lan, nghiên cứu đang được thực hiện ở đó ngày nay về các phương pháp thay thế để chống lại vi khuẩn kháng kháng sinh bằng cách sử dụng phage.

Phage cũng được sử dụng theo nhiều cách khác nhau trong ngành công nghiệp thực phẩm. Ví dụ, nhiều loại thuốc xịt phage khác nhau được sử dụng khi đóng gói pho mát hoặc xúc xích để bảo vệ chúng khỏi vi khuẩn.

Kỹ thuật di truyền cũng là một lĩnh vực ứng dụng rộng lớn. Ví dụ, các phage hiện được sử dụng làm vectơ cho một số gen nhất định và được đưa vào vi khuẩn. Sử dụng phương pháp này, các chủng vi khuẩn sản xuất insulin của Escherichia coli có thể được tạo ra.

Các vector này cũng ngày càng trở nên quan trọng đối với việc sản xuất các chất hoạt động khác. Ngoài ra, một số trong số chúng có thể được sử dụng để chống lại các khuyết tật di truyền.

Bệnh tật & ốm đau

Tuy nhiên, vi khuẩn không chỉ cho thấy những tác dụng tích cực. Một số bệnh truyền nhiễm nghiêm trọng chỉ bùng phát khi có sự trợ giúp của thể thực khuẩn. Bệnh bạch hầu do vi khuẩn Corynebacterium diphtheriae gây ra. Tuy nhiên, bệnh chỉ có thể bùng phát nếu nhiễm đồng thời vi khuẩn Corynebacterium diphtheriae. Sau khi nhiễm thực khuẩn thể, những vi khuẩn này tạo ra độc tố đặc trưng gây ra các triệu chứng nghiêm trọng, đôi khi đe dọa tính mạng.

Bệnh bắt đầu với các dấu hiệu như khó nuốt, mệt mỏi, buồn nôn và đau bụng. Có một lớp phủ màu trắng trên hạnh nhân có mùi hôi, ngọt. Thường có các biến chứng như viêm phổi hoặc viêm cơ tim, có thể gây tử vong.

Một bệnh khác do vi khuẩn gây ra là bệnh ban đỏ. Bệnh ban đỏ là do liên cầu khuẩn nhiễm vi khuẩn. Kết quả của sự nhiễm trùng này, vi khuẩn tạo ra một loại độc tố đặc biệt ngấm ngầm. Có các triệu chứng nghiêm trọng với ớn lạnh, sốt, nôn mửa và đau họng. Lúc đầu lưỡi có màu trắng, nhưng sau vài ngày chuyển sang màu đỏ mâm xôi. Phát ban cũng xảy ra. Nếu không bị vi khuẩn xâm nhập thì chỉ dẫn đến viêm amidan vô hại.

Bệnh tả cũng do một loại vi khuẩn bị nhiễm vi khuẩn có tên là Vibrio cholerae gây ra.